JPH08303665A - パイプ材のフレキシブル連結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１パイプ材と第２パイプ材との連結部に作
用する種々の荷重を効果的に支持するとともに、簡単な
構成で優れた耐久性を付与する。 【構成】 互いに連結される一対のパイプ材１，２を接
続するベローズ管３と、このベローズ管３の外周部を覆
うように両パイプ材１，２の端部に取り付けられた第１
カバー４および第２カバー５と、この第１カバー４と第
２カバー５とを連結する連結部材６と、第１カバー４お
よび第２カバー５をその連結方向に付勢する付勢部材７
とを設け、上記第１カバー４と第２カバー５との間に、
球面状の摺動面８を有する摺動部材９を配設するととも
に、上記摺動面８に当接してこれを摺動自在に支持する
外壁部１９からなる摺動支持部を第２カバー５に形成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の排気管等を構
成するパイプ材のフレキシブル連結構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平５−１５３２号公報
に示されるように、自動車用エンジンの排気管を構成す
る第１パイプ材と、第２パイプ材との連結部にベローズ
管を配設するとともに、このベローズ管を覆うように第
１サポートカバーと第２サポートカバーとを設け、上記
第１サポートカバーにピン部材を取り付け、かつ第２サ
ポートカバーにキャップ部材を取り付け、上記ピン部材
とキャップ部材との間に、ワイヤーメッシュからなる緩
衝材を配設してなる排気管用フレキシブルパイプ装置が
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来装置で
は、図７に示すように、自動車の前部に横置き式に設置
されたエンジンＥの作動時に発生するエンジンＥの回転
振動に応じ、第１パイプ材１を揺動変位させる矢印Ａ１
方向の荷重が作用した場合に、上記ピン部材およびキャ
ップ部材の軸心Ｂを支点にして第１パイプ材１が揺動変
位することが許容されるため、この第１パイプ材１の振
動が排気管の下流側に伝達されるのを防止できるという
利点を有する反面、上記ピン部材の軸心Ｂを中心とした
揺動方向以外の荷重、例えばパイプ材の温度変化等に応
じて上記べローズ管を伸縮させる矢印Ａ２方向の静荷重
等が発生した場合に、この荷重が上記緩衝部材に集中し
て作用するため、この緩衝材が塑性変形し易く耐久性に
問題があった。

【０００４】また、特開平６−３４６７２９号公報に示
されるように、第１パイプ材に取り付けられた第１カバ
ーと、第２パイプ材に取り付けられた第２カバーとの重
合部に、外方に膨出した球状部をそれぞれ形成し、この
両球状部の間にステンレスメッシュからなる異音防止体
を配設することにより、パイプ材の連結部に作用する上
記温度変化等に起因した静荷重を上記球状部において拘
束しつつ、上記エンジンの回転振動に応じた揺動荷重の
作用時に、上記異音防止体に沿って両カバーを摺動させ
ることにより、上記両パイプ材をその連結部を支点にし
て屈曲変位させるように構成された排気管の継手構造が
知られている。

【０００５】上記構成の排気管の継手構造においては、
両カバーの重合部に相対向して形成された球状部に上記
ステンレスメッシュを圧入することにより、このステン
レスメッシュの表面および裏面の全域を両カバーの球状
部によって拘束するように構成されているため、ステン
レスメッシュの取り付け作業が煩雑であるという問題が
ある。さらに、上記第１パイプ材と第２パイプ材とを接
続するベローズ管を伸縮させる方向に作用する荷重に応
じて上記ステンレスメッシュが塑性変形すると、両カバ
ーの重合部に隙間が形成され、上記両パイプ材の揺動変
位時にがたつきが生じることが避けられないという問題
があった。

【０００６】また、図８に示すように、エンジンＥが横
置き式に配設されてなる自動車の走行時に発生するエン
ジンＥの回転振動に応じて両パイプ材１，２の連結部を
矢印Ｃ方向に捩じり変形させる荷重が作用した場合に、
この荷重を支持することができないので、ベローズ管が
捩じり変形するのを防止することができない。したがっ
て、上記捩じり荷重によってベローズ管が損傷するのを
防止するため、その全長を大きくしてベローズ管の捩じ
り変形を許容し得るように構成しなければならず、両パ
イプ材１，２の連結部が大型化して大きな設置スペース
が必要であるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、簡単な構成で第１パイプ材と第２パ
イプ材との連結部に作用する種々の荷重を効果的に支持
することができるとともに、優れた耐久性を有するパイ
プ材のフレキシブル連結構造を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
互いに連結される一対のパイプ材を接続するベローズ管
と、このベローズ管の外周部を覆うように両パイプ材の
端部に取り付けられた第１カバーおよび第２カバーと、
この第１カバーと第２カバーとを連結する連結部材と、
第１カバーおよび第２カバーをその連結方向に付勢する
付勢部材とを設け、上記第１カバーと第２カバーとの間
に、球面状の摺動面を有する摺動部材を配設するととも
に、上記摺動面に摺動自在に当接する摺動支持部を第２
カバーに形成したものである。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
のパイプ材のフレキシブル連結構造において、摺動部材
の外端部を係止する係止部を第１カバーに形成したもの
である。

【００１０】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載のパイプ材のフレキシブル連結構造において、
第１カバーと第２カバーとを接近させる方向に作用する
荷重に応じて弾性変形する弾力性を備えた素材によって
摺動部材を形成したものである。

【００１１】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、付勢部材の
付勢力に応じて第２カバーの摺動支持部が摺動部材の摺
動面に圧接された状態で、第１カバーと第２カバーとが
連結状態に保持され、両パイプ材の連結部を支点にして
パイプ材を揺動変位させる荷重が作用した場合に、上記
摺動部材の摺動面が摺動支持部に沿って摺動することに
より、上記パイプ材の揺動変位が許容されることにな
る。

【００１２】上記請求項２記載の発明によれば、摺動部
材の一端部が第１カバーの係止部によって係止されると
ともに、上記摺動部材の他端部が第２カバーの摺動支持
部によって支持されることにより、この摺動部材が第１
カバーと第２カバーとの間に保持されることになる。

【００１３】上記請求項３記載の発明によれば、パイプ
材が熱膨張する等により、第１カバーと第２カバーとを
接近させる方向に荷重が作用した場合には、両カバー間
に配設された摺動部材が圧縮されて弾性変形することに
より、上記荷重が吸収されることになる。

【００１４】

【実施例】図１ないし図３は、本発明に係るパイプ材の
フレキシブル連結構造の実施例を示している。このパイ
プ材のフレキシブル連結構造は、図外の排気マニホール
ド等に接続された第１パイプ材１と、その下流側部に配
設された第２パイプ材２との連結部に設けられている。

【００１５】上記第１パイプ材１と第２パイプ材２との
連結部には、この両パイプ材１，２を接続するステンレ
ス鋼製の薄板等からなるベローズ管３と、このベローズ
管３の外周部を覆うように上記第１パイプ材１および第
２パイプ材２の端部に取り付けられた第１カバー４およ
び第２カバー５と、この第１カバー４と第２カバー５と
を連結する左右一対の連結部材６と、第１カバー４およ
び第２カバー５をその連結方向に付勢する圧縮コイルば
ね等からなる付勢部材７とが設けられている。

【００１６】また、上記第１カバー４と第２カバー５と
の間には、外周面に球面状の摺動面８が形成された摺動
部材９が配設されている。さらに第１パイプ材１には、
上記ベローズ管３の内周面に沿って第２パイプ材２側に
伸びるステンレス鋼管等からなるインナパイプ１０が取
り付けられている。

【００１７】上記第１カバー４は、ベローズ管３の一側
端部およびインナパイプ１０の基端部とともに第１パイ
プ材１の端部に固着された取付部１１と、この取付部１
１の端部から周方向に伸びる側壁部１２と、この側壁部
１２の外周部から第２パイプ材２側に伸びる外壁部１３
とを有している。

【００１８】上記第１カバー４の外壁部１３には、左右
一対の取付フランジ部１４が形成されるとともに、図４
に示すように、上下一対の係止部１５が突設され、この
係止部１５によって上記摺動部材９の外端部が係止され
るようになっている。また、上記取付フランジ部１４
と、係止部１５との間には、図５に示すように、上記摺
動部材９の内周面を支持する支持部１６が第２パイプ材
２側に突設され、この支持部１６に上記摺動部材９が外
嵌されて支持されるように構成されている。

【００１９】上記第２カバー５は、ベローズ管３の他側
端部とともに第２パイプ材２の端部に固着された取付部
１７と、この取付部１７の端部から周方向に伸びる側壁
部１８と、この側壁部１８の外周部から第１パイプ材１
側に伸びる外壁部１９とを有している。上記外壁部１９
は、上記摺動部材９の摺動面８に対応した球面状に形成
され、この摺動面８に摺動自在に当接するように構成さ
れている。また、上記外壁部１９には、左右一対の取付
フランジ部２０と、所定高さの補強用フランジ部２１と
が形成されている。

【００２０】上記連結部材６は、上記取付フランジ部１
４，２０に形成された取付孔を貫通するねじ軸２２ａを
有する取付ボルト２２と、この取付ボルト２２のねじ軸
２２ａの基端部に設置されるワッシャ２３と、上記ねじ
軸２２ａの先端部に螺着されるナット２４とからなって
いる。そして、上記ワッシャ２３と第２カバー５の取付
フランジ部２０との間に配設された付勢部材７によって
上記取付フランジ部２０が第１カバー４の取付フランジ
部１４側に付勢されることにより、第１カバー４および
第２カバー５がその連結方向に付勢された状態で両者が
連結されるように構成されている。

【００２１】また、上記摺動部材９は、マイカまたはカ
ーボン等の耐火材をステンレスメッシュ等によって補強
することにより形成された所定の剛性を有する素材から
なり、上記第１カバー４の上記支持部１６に外嵌し得る
大きさのリング状に形成されている。そして、上記摺動
部材９の外周部には、第１，第２パイプ材１，２の連結
部に位置する一点Ｏを中心とした半径Ｒの球面状に形成
された摺動面８が設けられ、この摺動面８に上記第２カ
バー５の外周壁１９からなる摺動支持部が圧接されるこ
とにより、上記第１カバー４の取付フランジ部１４と、
第２カバー５の取付フランジ部２０との間に所定の間隙
Ｓが形成された状態で両カバー４，５が連結されるよう
になっている。

【００２２】上記第１パイプ材１および第２パイプ材２
を連結するには、上記第１カバー４の支持部１５に摺動
部材９を外嵌した状態で、インナパイプ１０の基端部お
よびベローズ管３の一側端部を第１カバー４の取付部１
１に取り付けるとともに、ベローズ管３の他側端部を第
２カバー５の取付部１７に取り付けた後、上記第１，第
２カバー４，５の第１，第２取付フランジ部１４，２０
に上記連結部材６および付勢部材７を取り付けることに
より、両カバー４，５を仮止めする。

【００２３】そして、上記第１カバ４ーの取付部１１お
よび第２カバー５の取付部１７に第１パイプ材１および
第２パイプ材２を嵌入してこれらを溶接した後、上記連
結部材６の取付ボルト２２を締め付けることにより、付
勢部材７の付勢力に応じて第２カバー５の外壁部１９を
衝動支持部材９の摺動面８に圧接させるとともに、第
１，第２カバー４，５をその連結方向に付勢した状態
で、この両カバー４，５を相連結する。

【００２４】このように互いに連結される一対のパイプ
材１，２を接続するベローズ管３と、上記両パイプ材
１，２の端部に取り付けられた第１カバー４および第２
カバー５と、この第１カバー４と第２カバー５とを連結
する連結部材６と、第１カバー４および第２カバー５を
その連結方向に付勢する付勢部材７とを設け、上記第１
カバー４と第２カバー５との間に、球面状の摺動面８を
有する摺動部材９を配設するとともに、上記摺動面８に
摺動自在に当接する摺動支持部（外壁部１９）を第２カ
バー５に形成したため、簡単な構成で両パイプ材１，２
の連結部を良好な連結状態に維持することができる。

【００２５】すなわち、図７に示すように、自動車の前
部に横置き式に設置されたエンジンＥの作動時に発生す
るエンジンＥの回転振動に応じ、両パイプ材１，２の連
結部を支点にして第１パイプ材１を上下に揺動変位させ
る荷重が作用した場合には、上記摺動部材９の摺動面８
が第２カバー５の外壁部１９に沿って摺動することによ
り、第１パイプ材１の揺動変位が許容されるため、上記
第１パイプ材１の振動が第２パイプ材２側に伝達される
のを防止することができる。

【００２６】そして、第１，第２パイプ材１，２内を通
る排気ガス等によって両パイプ材１，２が加熱されて熱
膨張し、上記ベローズ管３を圧縮させる方向の静荷重が
作用した場合には、上記第２カバー５の外壁部１９から
なる支持部の移動が摺動部材９の摺動面８によって拘束
されることにより、上記ベローズ管３の変形が規制され
ることになる。

【００２７】また、寒冷時等に両パイプ材１，２が冷却
されて上記ベローズ管３を膨張させる方向の静荷重が作
用した場合には、この静荷重に応じて上記付勢部材７を
圧縮させることにより、上記静荷重を吸収して上記ベロ
ーズ管３に悪影響が及ぶのを効果的に防止することがで
きる。したがって、上記ベローズ管３の損傷を防止して
第１パイプ材１と第２パイプ材２との連結部のシール性
を確実に維持することができる。

【００２８】なお、上記第１，第２パイプ材１，２の熱
膨張に応じて摺動部材９を圧縮する方向に大きな静荷重
が作用すると、この摺動部材９が塑性変形する可能性が
あるが、仮にこのような事態が生じた場合においても、
上記付勢部材７の付勢力に応じて摺動部材９の摺動面８
と、第１カバー５の外壁部１９との接触状態を維持する
ことができるため、上記エンジンＥの回転振動に応じて
第１パイプ材１が揺動変位する際にがたつきが生じるの
を効果的に防止することができる。

【００２９】また、図８に示すように、縦置き式に設置
された自動車の走行時に発生するエンジンＥの回転振動
に応じ、両パイプ材１，２の連結部を矢印Ｃ方向に捩じ
り変形させる荷重が作用した場合には、この荷重を上記
連結部材６によって支持することができるため、上記連
結部の全長を大きくすることなく、上記ベローズ管３の
損傷を効果的に防止してそのシール機能を維持すること
ができる。

【００３０】しかも、上記連結部材６および付勢部材７
によって第１，第２カバー４，５をその連結方向に付勢
した状態で互いに連結するように構成したため、従来装
置のように、球面状に形成された異音防止体をその表裏
全面に亘って両カバーの球状部によって拘束するように
構成する必要はなく、上記のように摺動部材９に形成さ
れた摺動面８の一部に上記第２カバー５の外壁部１９か
らなる支持部を当接させるだけで、両カバー４，５を連
結状態に維持することができる。したがって、上記第１
カバー４と第２カバー５との間に摺動部材９を容易に設
置することができ、両パイプ材１，２の連結作業を容易
に行うことができる。

【００３１】また、上記のように第１カバー４に摺動部
材９の外端部を係止する係止部１５を形成した場合に
は、上記第１カバー４等に摺動部材９を固着することな
く、上記係止部１５および第２カバー５の外壁部９によ
って摺動部材９の軸方向移動を規制することができるた
め、簡単な構成で摺動部材９を安定した取付状態に維持
することができる。

【００３２】さらに、上記実施例では、ベローズ管３の
内周面に沿って第２パイプ材２側に伸びるインナパイプ
１０を第１パイプ材１に取り付け、この第１パイプ材１
から連結部に導入された排気ガスを上記インナパイプ１
０によって案内するように構成したため、上記排気ガス
がベローズ管３に接触して気流の乱れにより流速が低下
するという事態の発生を効果的に防止することができる
とともに、上記ガスがベローズ管３に衝突することに起
因した異音の発生を抑制することができる。

【００３３】なお、上記実施例では、エンジンＥの排気
マニホールドに接続された第１パイプ材１に、摺動部材
９の支持部１６を有する第１カバー４を取り付けるとと
もに、排気通路の下流側に配設された第２パイプ材２
に、摺動部材９の摺動面８に当接する外壁部１９を有す
る第２カバー５を取り付けた例について説明したが、上
記第１カバー４と第２カバー５との取り付け位置を逆に
してもよい。

【００３４】また、図６に示すように、内周面に球面状
の摺動面８´が形成された摺動部材９´を第１カバー４
´と、第２カバー５´との間に配設するとともに、上記
摺動部材９の外周面を支持する支持部１６´を上記第１
カバー４´に設け、かつ、上記摺動面８´に当接する球
面状の摺動支持部を構成する外壁部１９´を上記第２カ
バー５´に設け、図画鵜の圧縮コイルばね等からなる付
勢部材の付勢力に応じて上記外壁部１９´を摺動部材９
の摺動面８´に圧接させた状態で、第１カバー４´と第
２カバー５´とを連結するように構成してよい。

【００３５】また、上記実施例では、マイカまたはカー
ボン等の耐火材をワイヤメッシュ等によって補強するこ
とにより形成された剛体からなる摺動部材９を設けた例
について説明したが、この摺動部材９の材質は上記実施
例に限定されることなく種々の変形が可能であり、例え
ば硬質ゴム等からなる所定の弾性を有する素材によって
上記摺動部材９を形成し、上記第１カバー４と第２カバ
ー５とを接近させる方向、つまりベローズ管３を圧縮さ
せる方向に作用する荷重に応じて上記摺動部材９を弾性
変形させるように構成してもよい。

【００３６】このように構成した場合には、摺動部材９
が上記圧縮荷重によって塑性変形するのを効果的に防止
することができるとともに、この摺動部材９を弾性変形
させることによって上記圧縮荷重を吸収することができ
るため、上記ベローズ管３の損傷を効果的に防止するこ
とができる。

【００３７】また、本発明に係るパイプ材の連結構造
は、エンジンＥに接続される排気管の設置部に限られ
ず、冷却水管等からなる種々のパイプ材の連結部に適用
可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明は、互いに連結される一対のパイプ材を接続するベロ
ーズ管と、このベローズ管の外周部を覆うように両パイ
プ材に取り付けられた第１カバーおよび第２カバーと、
この第１カバーと第２カバーとを連結する連結部材と、
第１カバーおよび第２カバーをその連結方向に付勢する
付勢部材とを設け、上記第１カバーと第２カバーとの間
に、球面状の摺動面を有する摺動部材を配設するととも
に、上記摺動面に摺動自在に当接する摺動支持部を第２
カバーに形成したため、例えば縦置き式に設置されたエ
ンジンの作動時に発生するエンジンの回転振動に応じ、
上記連結部を支点にして一方のパイプ材を上下に揺動変
位させる荷重が作用した場合に、上記摺動部材の摺動面
を第２カバーの摺動支持部に沿って摺動させることによ
り、上記パイプ材の揺動変位を許容してこの第１パイプ
材の振動が他方のパイプ側に伝達されるのを効果的に防
止できるとともに、上記両カバー間に摺動部材を配設す
る作業を容易に行うことができるという利点がある。

【００３９】そして、第１，第２パイプ材内を通る排気
ガス等によって両パイプ材が加熱されて熱膨張し、上記
ベローズ管を圧縮させる方向の静荷重が作用した場合に
は、上記第２カバーの支持部の移動を摺動部材の摺動面
によって拘束することにより、上記ベローズ管の変形を
規制してその損傷を効果的に防止することができるとと
もに、上記付勢部材の付勢力によって摺動部材の摺動面
と、第１カバーの摺動支持部との接触状態を維持し、第
１パイプ材が揺動変位する際にがたつきが生じるのを効
果的に防止することができる。

【００４０】また、寒冷時等に両パイプ材が冷却されて
上記ベローズ管を膨張させる方向の静荷重が作用した場
合には、この静荷重に応じて上記付勢部材を圧縮せるこ
とにより、上記静荷重を吸収してこの静荷重が上記ベロ
ーズ管に悪影響を与えるのを防止できるという利点があ
る。

【００４１】さらに、エンジンが縦置き式に設置されて
なる自動車の走行状態に発生するエンジンの回転振動に
応じ、両パイプ材の連結部を捩じり変形させる荷重が作
用した場合には、この荷重を上記連結部材によって支持
することができるため、上記連結部の全長を長くするこ
となく、上記ベローズ管の損傷を効果的に防止してその
シール機能を維持することができる。

【００４２】また、請求項２に係る発明は、第１カバー
に摺動部材の外端部を係止する係止部を形成したため、
上記第１カバー等に摺動部材を固着することなく、上記
係止部および第２カバーの外壁部によって摺動部材の軸
方向移動を規制することができ、簡単な構成で摺動部材
を安定した取付状態に維持できるという利点がある。

【００４３】また、請求項３に係る発明は、第１カバー
と第２カバーとを接近させる方向に作用する荷重に応じ
て弾性変形する弾力性を備えた素材によって摺動部材を
形成したため、この摺動部材が上記圧縮荷重によって塑
性変形するのを効果的に防止することができるととも
に、摺動部材を弾性変形させることによって上記圧縮荷
重を吸収することにより、上記ベローズ管の損傷を効果
的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパイプ材のフレキシブル連結構造
の実施例を示す平面断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図１のIII−III線断面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】本発明に係るパイプ材のフレキシブル連結構造
の他の実施例を示す図５相当図である。

【図７】パイプ材のフレキシブル連結構造の設置状態を
示す説明図である。

【図８】パイプ材のフレキシブル連結構造の設置状態の
他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 第１パイプ材 ２ 第２パイプ材 ３ ベローズ管 ４ 第１カバー ５ 第２カバー ６ 連結部材 ７ 付勢部材 ８ 摺動面 ９ 摺動部材 １５ 係止部 １６ 支持部 １９ 外壁部（摺動支持部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに連結される一対のパイプ材を接続
   するベローズ管と、このベローズ管の外周部を覆うよう
   に両パイプ材の端部に取り付けられた第１カバーおよび
   第２カバーと、この第１カバーと第２カバーとを連結す
   る連結部材と、第１カバーおよび第２カバーをその連結
   方向に付勢する付勢部材とを設け、上記第１カバーと第
   ２カバーとの間に、球面状の摺動面を有する摺動部材を
   配設するとともに、上記摺動面に摺動自在に当接する摺
   動支持部を第２カバーに形成したことを特徴とするパイ
   プ材のフレキシブル連結構造。
2. 【請求項２】 摺動部材の外端部を係止する係止部を第
   １カバーに形成したことを特徴とする請求項１記載のパ
   イプ材のフレキシブル連結構造。
3. 【請求項３】 第１カバーと第２カバーとを接近させる
   方向に作用する荷重に応じて弾性変形する弾力性を備え
   た素材によって摺動部材を形成したことを特徴とする請
   求項１または２記載のパイプ材のフレキシブル連結構
   造。